Jakie są zalety zastosowania suchego lodu?

Innowacyjne odlewnie i wtryskownie nieustannie poszukują sposobów na poprawę wydajności swoich urządzeń oraz jakości wytwarzanych detali. Zanieczyszczenia i substraty znajdują się w każdej maszynie przemysłowej i są nieuniknioną częścią każdego procesu produkcyjnego, a ich obecność wymaga oczyszczenia powierzchni.

Ze względu na brak optymalizacji i prawidłowej kalibracji maszyn, producenci co roku ponoszą ogromne straty i doświadczają wielu godzin przestojów. Ma to szczególne znaczenie w branży tworzyw sztucznych, gdzie z jednej strony wykorzystuje się zaawansowane technologicznie, precyzyjne formy wtryskowe, a z drugiej - nadal tradycyjne metody czyszczenia z użyciem np. zmywaczy do paznokci, rozpuszczalników oraz gąbek stalowych. Rozwiązaniem, które działa znacznie lepiej, dociera do najmniejszych części, działa przy różnej temperaturze formy i wykończeniu powierzchni, jest strumieniowe czyszczenie suchym lodem. 

Firma Cold Jet jest właścicielem oryginalnego patentu na czyszczenie suchym lodem. Przedsiębiorstwo działające na rynku od 1986 roku wciąż doskonali technologię, która jest nadal najlepszą dostępną metodą w zakresie czyszczenia oprzyrządowania na miejscu, bez ryzyka pozostawiania odpadów, bez niszczenia powierzchni oraz bez negatywnego wpływu na środowisko. Prawidłowa konserwacja form i utrzymanie ich sprawności, a także najwyższej jakości wytwarzanych detali to nie lada wyzwanie dla producentów. Tradycyjne metody czyszczenia znane na rynku (piaskowanie, kąpiele wodne, czyszczenie chemiczne i narzędzia ręczne) opóźniają czyszczenie formy i powodują dłuższe przestoje. Dla przemysłu tworzyw sztucznych i odlewni firma Cold Jet oferuje najbardziej efektywny sposób utrzymania i obsługiwania form, jakim jest właśnie zastosowanie suchego lodu.

Czyszczenie suchym lodem w praktyce - studium przypadku

Czyszczenie form jest dużym wyzwaniem podczas formowania bardzo małego, lekkiego (0,8 gram) detalu o filigranowych konturach. Dzięki wykorzystaniu systemu czyszczenia mikrocząsteczkami suchego lodu firma Teltower Diehl Metal Applications GmbH w Niemczech zoptymalizowała jakość produktu, z powodzeniem oczyściła formę i zaoszczędziła 400 godzin rocznie. Dostępność zakładu wzrosła o 10%, a jego moce produkcyjne wzrosły o 500 tys. wyprodukowanych elementów z tworzyw sztucznych. Diehl Stiftung & Co. KG to międzynarodowa grupa technologiczna z siedzibą w Norymberdze w Niemczech. Przedsiębiorstwo zatrudnia około 16,200 osób na całym świecie  w pięciu segmentach. Fabryka Diehl Metal to jeden ze światowych liderów w produkcji prętów, rur i profili, pierścieni z mosiądzu oraz systemów kompozytowych z metalu i tworzyw sztucznych. Rozwój oraz produkcja materiałów, technologia formowania i kucia blach, technologia obróbki powierzchni, wykrawania, prasowania, formowania wtryskowego i montażu odbywają się w całości w ich przedsiębiorstwie. 

Firma przetwarza około 850 ton wzmocnionych włóknem, wysokotemperaturowych tworzyw sztucznych, takich jak PPA, PBT, PEI i PA, a także złożone elementy wielofunkcyjne np. dla przemysłu motoryzacyjnego, komunikacji, elektroniki i elektrotechniki w zakładzie Teltow pod Berlinem. W tym celu produkcja wyposażona jest w 25 wtryskarek, które mogą wytłaczać elementy hybrydowe z tworzyw sztucznych w temperaturach od 120°C do 400°C. 

W celu zapewnienia wysokiej jakości produktów czasami bardzo filigranowe formy były demontowane, czyszczone w kąpieli ultradźwiękowej, a następnie ręcznie obrabiane szczotkami, składane oraz ponownie montowane na maszynach. Proces ten wymagał około dwóch zmian od pierwszego do ostatniego etapu, co powodowało przestoje w produkcji. Oprócz strat w produkcji wpływ miał również długi czas czyszczenia oraz zwiększone zużycie energii podczas podgrzania wtryskarek. Dodatkowo na każdą zmianę przeprowadzano krótkie ręczne czyszczenie szczotkami.

Zakład w Teltow zdecydował się na przetestowanie mobilnego urządzenia Cold Jet i3MicroClean, które jest kompaktowym, niskociśnieniowym, elektrycznym systemem czyszczenia suchym lodem z opatentowaną technologią skrawania bloku suchego lodu do wielkości mikrocząsteczek. Mikrocząsteczki suchego lodu wnikają nawet w bardzo delikatne kontury i zagłębienia pod działaniem sprężonego powietrza, zapewniając w ten sposób skuteczną i delikatną obróbkę - nawet na powierzchniach, które są podatne na uszkodzenia. W momencie zderzenia, na skutek efektu kinetycznego i termicznego, następuje sublimacja suchego lodu - suchy lód przeniósł się z fazy stałej bezpośrednio do fazy gazowej, a osad występujący na powierzchni, kruszeje, a następnie odpada. Przeprowadzono również testy na ścieralność, aby upewnić się, że mikrocząsteczki nie uszkadzają filigranowych kształtów. W tym celu identyczne metalowe powierzchnie o ostrych krawędziach i narożnikach zostały w wyznaczonym czasie poddane obróbce strumieniowo-ściernej piaskiem i mikrocząsteczkami suchego lodu. Na powierzchni traktowanej suchym lodem nie zaobserwowano żadnych zmian, ani zarysowań. 

Od maja 2015 r. urządzenie do czyszczenia suchym lodem i3MicroClean z różnymi dyszami do czyszczenia strumieniowego używane jest w Diehl Metal Applications w Teltow. Płaskie powierzchnie czyści się za pomocą dwóch szerokich dysz o średnicy 22 mm i 12 mm. Natomiast brud z podcięć, narożników i krawędzi jest skutecznie usuwany za pomocą dwóch różnych okrągłych dysz. Aplikator wyposażony jest w przegub obrotowy 360 °, dzięki czemu wszystkie czyszczone powierzchnie są łatwo dostępne. Zintegrowane diody LED zapewniają właściwe oświetlenie. Ciśnienie czyszczenia i ilość suchego lodu można regulować indywidualnie w zależności od powierzchni i stopnia zabrudzenia, tak aby zapewnić najbardziej ekonomiczne użycie sprężonego powietrza i suchego lodu.

Czas czyszczenia został zredukowany z 16 godzin do jednej. A ponieważ czyszczenie można teraz przeprowadzić bezpośrednio podczas produkcji, personel zajmujący się konserwacją narzędzi ma więcej czasu na wykonywanie innych zadań. Ponadto całkowicie zrezygnowano z krótkiego ręcznego czyszczenia szczotkami.

Co więcej, gotowość produkcyjna maszyn wzrosła o około 10%, co zwiększyło wydajność o około 500 tys. wyprodukowanych części rocznie. Zakład produkcyjny w Teltow używa obecnie urządzenia i3 MicroClean do czyszczenia form w 10 wtryskarkach do produkcji trzech różnych komponentów.

Źródło: Cold Jet
Redaktor: MRR